压缩空气原理

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H P=P0 ×(1- ----------)5.256 mmHg
44300 H——海拔高度, P0=大气压(0℃,760mmHg) 4、压力单位换算: 单位: MPa,Psi(bf/in2) 1Psi=0.006895MPa, 1bar=0.1MPa, 1kgf/cm2=98.066KPa=0.098066MPa≌0.1Mpa
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空压机选型:
1、首先应考虑排气压力的高低和排气量的大小。 根据国家标准一般用途 空气动力用压缩机其排气压力为0.7MPa(7个
大气压),老标准为0.8MPa(即8个大气压)。因为风动工具和风力机械其 设计工作压力为0.4MPa。因此空压机这一工作压力完全能满足要求,现在 社会上有一种排气压力为0.5MPa(即5个大气力)的空压机,从使用角度看 是不合理的,因为对风动工具则言压力余量太小,输气距离稍远一些就不能 使用(每输气一百米压力降大约为0.1MpA),另外从设计角度看这种压缩机 设计为一级压缩,压比太大(合理为2~3,这种为5),引起排气温度这高容 易使气缸积炭导致事故发生。如果用户所用的压缩机大于0.8MPa一般要特 种制做,不能采取强行增压的办法以免造成事故。
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压缩空气的基本理论
相对湿度ψ
χ-湿度
Ps
ψ= ----------------- = -----------
χ0-饱和绝对湿度 Pb
当Ps=0, ψ=0时,称为干空气;
Ps=Pb, ψ=1时,称为饱和空气。
绝对湿度——1M3湿空气所含水蒸气的重量。
Gs—水蒸气重量
χ= ----------------------
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压缩机的种类
主要的压缩机种类可以通过下面的图表表示出来: 压缩机
容积式压缩机
连续流体式压缩机
往复式 压缩机
转子式 压缩机
动压力式 压缩机
喷气式
滑片式 液塞式 直瓣式 螺杆式 压缩机 压缩机 压缩机 压缩机
离心式 轴流式 混合流 压缩机 压缩机 压缩机
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压缩空气的基本理论
1、压力 这只是某一单位面积的力,如平方米上受1牛顿力度压力单位为1帕
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空气压缩的目的
气体的压缩有一个基本目的,即以高于原来压力的压力传送气体。原来的 压力水平可能高低不等,从非常低的绝对压力(千分之几公斤)直到几千公斤; 压力从几克到几千公斤;而传输的气量从几立方米/分直到几十万立方米/分。
压缩的具体目的有各种各样: 1.在驱动风动工具的压缩空气系统中传递功率; 2.为燃烧提供空气; 3.在天然气管道和城市煤气分配系统中输送和分配气体; 4.使气体通过一个过程或系统循环; 5.制造一个对化学反应更活跃的条件; 6.出于多种目的制造和维持一个比原来高的压力水平,办法是将漏入或流入该系统
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空气压缩空气的基本理论: 功率及比功率(能耗比、容积比能)
2、总体效率 总体效率是压缩机的压缩效率和机械效率的总和。 压缩机轴功率(制动功率)包括:气体压缩功—指示功,摩擦功
Ni 机械效率ηm= --------
Nad 粗算:Nad=1.634PjVm(k/k-1)[ε(k-1/k)-1] Kw N电机=N轴/η传, η传(皮带:0.92~0.98,齿轮:0.97~0.99) 螺杆压缩机中,风冷压缩机的轴功率要加上风扇电机的功率。
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压缩空气的基本理论
1、露点和相对湿度 就象晚上温度下降会产生露水一样,压缩空气系统内的温度下降也会产生 水气。露点就是当湿空气在水蒸气分压力不变的情况下冷却至饱和的温度。 这是为什么呢? 含有水分的空气只能容纳一定量的水分。如果通过压力或 冷却使体积缩小,就没有足够的空气来容纳所有的水分,因此多于的水分 析出成为冷凝水。 离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。分离器内的冷凝水就显示了这一 点,因此空气温度有任何的降低,就会产生冷凝水。 设定的湿度可认为是湿空气所含水蒸气的重量,即:水蒸气重量和干燥空 气重量之比。
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压缩空气的基本理论
1、温度 温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。(或更简单的说,某 一事物有多少热或多少冷)。 温度范围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上,水的冰点为零度,沸 点为100度。在华氏温度计上,水的冰点为32度,沸点为212度。 从华氏转换成摄氏:华氏=1.8摄氏+32, 摄氏=5/9(华氏-32) 2、绝对温度 这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度 绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容 积的气体缩到零时所存在的温度。
寿力空压机
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寿力空压机(ຫໍສະໝຸດ Baidu剖图)
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寿力空压机(冷却器)
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寿力空压机(螺杆压缩机内部结构)
推力轴承
转子螺杆
增速齿轮
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寿力空压机(联轴器)
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寿力空压机(进气阀)
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寿力空压机(油冷却器)
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阿特拉斯GA90-160 GA 90-160 空气/油流程图 - 单转子设计
1 - 空气进入 2 - 压缩转子 3 - 后冷却器 4 - 空气输出 5 - 油气分离器 6 - 油槽 7 - 油冷却器
Pc =7bar(表), 水量≤2.5L/M3 功率是单位时间所做的功,诸如马力(千瓦)被定为76Kg-m/小时 功率是能源的转换中衡量的指标。 为了得到功率的成本,我们也必须包括时间,例如:耗费金钱不是千瓦而是千瓦
小时。 取马力并把其转换成耗费用户的成本,我们要用以下的公式:
电机制动马力×0.746 (转换成千瓦)×年运行小时×功率成本 年成本= ---------------------------------------------------
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空压机选型:
当然盲目的追求大排气量也是错误的,因为排气量越大压缩机配的电机越大,不 但价格高浪费购置资金,平时使用也会大大的浪费能源--电力。 另外在选排气量时还要考虑高峰用量和通常用量及低谷用量。如果低谷 用量较大而通常用量和高峰用量都不大,国外通常的办法是以较小排气量的 空压机并联取得较大的排气量,随着用气量的增大,而逐一开机,这样不但 对电网有好处,而且能节约能源(用几台开几台),并有备机。不会因一台 机器的故障而造成全线停产。
1、压缩机效率 容积效率是压缩机的实际气量和理论气量容积之比,用百分比表示。 压缩效率是压缩给定量气体实际所需的功率与理论功率之比。理论功 率可按等温工况或绝热工况来计算。相应的压缩效率可用百分比来确 定和表示。就蒸汽驱动或内燃机驱动的压缩机而言,机械效率是指压 缩机的指示功分马力和在轴上的制动分马力之比。就电动机驱动的压 缩机而言,机械效率是指压缩气缸内的指示功率同压缩机的轴功率之 比。用百分比来表示。
V—湿空气体积
水蒸气重量
含湿量= ---------------------
干空气重量
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压缩空气的基本理论
2、饱和空气 当没有再多的水气能容纳在空气中时,就产生了空气的饱和,任何加压或 降温均会导致冷凝水的析出。 3、水气分离器 水气分离器是用于收集和除去在冷却过程中从空气或气体中冷凝出来水的 器件。 储气筒是用于储存压缩机排放出来的压缩空气和气体的容器。储气筒有利 于消除排气管路中的脉冲,并在需求量大于压缩机的能力时,可起储存和 补充提供压缩空气的作用。
的压缩空气经膨胀后返回到吸入口,并对容积系数产生巨大的影响。 7、海拔高度对压缩机的影响:
(1)、海拔越高,空气越稀薄,绝压越低,压比越高,Nd越大; (2)、海拔越高,冷却效果越差,电机温升越大; (3)、海拔越高,空气越稀薄,柴油机的油气比越大,N越小。
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空气压缩空气的基本理论:
功率及比功率(能耗比、容积比能)
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压缩空气的基本理论
5、容积流量 容积流量是指在单位时间内压缩机吸入标准状态下空气的流量。用单位:
M3/min (立方米/分)表示。标方用N M3/min表示。 1CFM=0.02832 M3/min, 或者 1 M3/min=35.311CFM, S--标准状态,A--实际状态 6、余隙容积 余隙容积是指正排量容积式(往复或螺杆)压缩机冲程终端留下的容积,此容积
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空气压缩空气的基本理论:
功率及比功率(能耗比、容积比能)
3、容积比能 容积比能是指压缩机在单位时间内吸入单位气量所消耗的功率,通常用
Kw/M3/min表示,在相同的排气压力下容积比能越小。即耗功少。该压缩 机效率就是压缩机的真实效率的衡量。 比功率:规定工况:Pj=1bar(A),tj=20℃, ψ=0, t水=15℃
电机效率
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压缩空气站的布置:(GB50029—2003)
2.0.1 压缩空气站在厂(矿)内的布置,应根据下列因素,经技术经济比较后确 定:
1 靠近用气负荷中心; 2 供电、供水合理; 3 有扩建的可能性; 4 避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所,并位于上
述场所全年风向最小频率的下风侧; 5 压缩空气站与有噪声、振动防护要求场所的间距,应符合国家现行的有关标准
排气量的大小也是空压机的主要参数之一,选择空压机的气量要和自己 所需的排气量相匹配,并留有10%的余量。如果用气量大而空压机排气量小, 一旦风动工具一开动会造成空压机排气压力的大大降低而不能驱动风动工具。 生活现实中这种实例不少。我们也曾遇到这样的事例,本来用气量6立方米/ 分,买了一台3立方米/分压缩机开车正常,风动工具开起来后,空压机的排 气压力下降很多,风动工具能正常工作。
规范的规定。 2.0.2 压缩空气站的朝向,宜使机器间有良好的自然通风,并宜减少西晒。 2.0.3 装有活塞空气压缩机或离心空气压缩机,或单机额定排气量大于等于
20m3/ min螺杆空气压缩机的压缩空气站宜为独立建筑物。 压缩空气站与其他建筑物毗连或设在其内时,宜用墙隔开,空气压缩机宜靠外墙
布置。设在多层建筑内的空气压缩机,宜布置在底层。
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阿特拉斯GA200-315
GA 200-315 空气/油流程图 - 双转子设计
气路流程 A:进气口过滤器 B1-2 :进气口阀
门 C1-2:压缩转子 D1-2:单向阀 E:油气分离器 F:最小压力阀 G:后冷却器 H:带自动疏水阀
的水分离器 I:冷却风扇
油路流程 J:油槽 K:恒温旁通
阀 L:油冷却器 M:油过滤器 N:油收集管 O1-2:断油阀
斯卡: 即:1Pa = 1N/m2 1Kpa = 1,000 Pa = 0.01 kg/cm2 1Mpa = 106Pa = 10 kg/ cm2
2、绝对压力 绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比,我们所居住的环境
大气具有0.1Mpa 的绝对压力。在海平面上,仪表压力加上0.1MPa 的大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就越低。
的气体或原来就存在的杂气排出系统。
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空气压缩的方法 1. 容积压缩: P.V=K.T 将一定量的连续气体截留于某种
容器内,减少其体积从而使压力升高,然后将压缩气体推出 容器. 2. 动能压缩: E∝M.V2 通过快速旋转的转子的机械运动 来压缩气体,转子把速度和压力传给流动的气体(在固定的 扩压器或挡板上速度进一步转化为压力.
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压缩空气的基本理论
4、干燥机 干燥机是用于干燥空气的装置。用我们的术语,就是用其干燥的压缩空气。 离开后冷却器的空气通常是完全饱和的,就是说任何降温都会产生冷凝水。 冷冻式干燥机是通过降低压缩空气的温度,析去水分,然后将空气再加热 到接近原来的温度。 再生式干燥机是使空气通过含有化学物质的过滤器以析出水分。这种装置 比冷冻式装置更能吸附水气。
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压缩空气的基本理论
3、冷却温度差 冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100
%的效率,我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。 冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的
温度之差。 4、中间冷却器
中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气 体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达 到降低压缩功率以有助于增加效率。
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压缩空气的基本理论
3、大气压力 气压表是用于衡量大气的压力。当加上仪表压力上就可得出绝对压力。 绝对压力=压力计压力+大气压力 大气压力通常是以水银MM为单位,但是任何一个压力单位都能作出同样很好的解
释: 1个物理大气压力 = 760毫米汞柱 = 10.33米水柱 =1.033kgf/cm2≌0.1MPa. 大气压同海拔高度的关系:
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